毕业答辩PPT出租车计价器ppt课件.ppt 37页

'湖南工学院2012届毕业答辩课题：计程车里程表系统设计学生姓名：宋贵学生学号：08401140246指导老师：陈坚答辩日期：2012年5月28日 目录第一部分：设计背景和意义第二部分：设计要求第三部分：设计方案第四部分：硬件设计第五部分：软件设计第六部分：系统仿真与设计结论 第一部分设计背景和意义1.1设计背景现代城市生活中，计程车（也称出租车，的士等）是一个城市的重要交通工具，也是一个城市的形象代表，而作为计程车的重要组成部分——里程表系统，则是计程车收费的主要依据。里程表系统收费规则的系统稳定性、科学性、完善性和合理性则是反应一个城市计程车管理水平和发展程度的重要标志，为此需要我们不断完善其功能使其更为人性化并更具实用价值。 1.2本次设计的意义计程车里程表虽然已经普及市场，可是现在的里程表各有各的优点，也有许多不足之处，为了使计程车里程表系统功能更全，综合运用更广泛，更人性化，我们需要对里程表的功能进行综合考虑，尽量做到综合各种里程表的优点，改进它的不足之处。为计程车里程表系统的设计提供一种参考。 第二部分：设计要求及具体指标2.1设计要求设计一款具有特定功能的计程车里程表系统，通过利用传感器检测车速，能对里程和金额进行处理和显示，通过按键可以选择多种功能模式。要求结构简单、操作方便、显示直观、运行稳定。 2.2具体指标1.数码管显示里程和金额（四位显示，最后一位为小数位）；2.单程价格为2元/公里，往返的价格为1.5元/公里；单程/往返两种模式可由按键切换；3.车速<5公里/小时的时间累积为总等待时间T（分钟），每5分钟等待时间相当于里程数增加1公里；4.起步公里数为3公里，价格8元；若实际运行大于3公里，超出的里程按要求2进行；5.用光电传感器检测转盘转动模拟车速，根据车轮周长和转动圈数计算里程；6.到达目的地后，按“停止”键，计价器停止计价；按“清除”键，计价器能将记录数据（里程、等待时间与价格等）自动清零；按“查询”键，能自动显示总等待时间T，再按下该键回到显示里程数、金额状态。 第三部分设计方案综合考虑实现该系统的方案，主要有数字逻辑电路为主的模数混合电路系统，单片机为控制核心的系统和DSP为运算核心的系统，可简单亦可复杂，但是从实用性和成本、效率等综合考虑，同时结合课题的难度和自身大学学习的情况，主要选定以下两种方案并进行比较。 方案一采用数字电路控制。采用传感器件，输出脉冲信号过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，方案框图如图1所示。图1数字电路实现方案 方案二采用单片机电路控制，如图2所示。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能，途中等待等不同功能。图2单片机为控制核心实现方案 通过比较以上两种方案，采用数字逻辑电路控制方案的灵活性不够，可能涉及到繁琐的逻辑芯片，导致性能不稳定，而且不能调节计费模式，电路实用性不足。而单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能和技术指标，后续的改进中，能较好的扩展原设计的功能，便于对对系统进行升级，因此我采用后一种方案。 第四部分硬件设计4.1单片机最小应用系统本设计选用大学学习阶段接触较多的单片机为AT89S52。它完全兼容多个传统机型的指令系统和引脚，价格便宜，当今市场使用和占有量相当的大，技术成熟，运行稳定，成本低。一个单片机加上外部晶振电路和复位电路即构成了一个单片机最小应用系统，如图3所示。 单片机最小应用系统图3单片机最小应用系统 4.2车速检测车速检测是里程表最基本最重要的一项功能，里程表系统的信号来自一个传感器测车速获得的电信号，目前的车速传感器主要有三种，霍尔式、光电式、磁电式。经过三种传感器的比较，本次设计最终选用了霍尔式传感器。相比后两种传感器，霍尔传感器相对而言对使用环境要求不多也不高，适用性更好，而且价格更低，节约成本。 霍尔传感器测速原理简介霍尔传感器测速原理如图4所示。霍尔传感器小磁铁车轮AT89S52单片机P3.2图4霍尔传感器测速原理 4.3数码管显示数码管显示电路由两个四位一体共阴LED数码管组成，可以显示0～9等10个数字和小数点，本设计中使用的两个四位一体数码管接P0口作为段选，接P2口作为位选。空车时显示当前时间，开始计价时前四位显示里程，后四位显示金额。当查询等待时间时显示为等待时间。其工作电路如图5所示。 数码管显示电路图5数码管显示电路 4.4按键设计本设计的键盘电路由5个独立按键（S1、S2、S3、S4、S5）组成，如图6所示。功能如下：(1)S1：功能键。按下时进入单双程选择模式，再按回到实时时间显示状态。(2)S2：切换键。按功能键进入单双程选择模式后再按此键可进行单程和双程之间切换。(3)S3：停止键。运行状态按下此键即停止计程计费。(4)S4：清除键。按下时清除里程和金额等数据信息，并将此次信息送入存储电路储存。(5)S5：查询、确认键。功能选择模式时按下此键确认选择，运行时按下此键可查询等待时间，再次按下回到显示里程数、金额状态。 按键电路图6按键设计电路 4.5状态指示指示灯电路由4个发光二极管组成，包括空车指示灯、查询指示灯、等待指示灯、双程指示灯。这些指示灯能对计程车的每一种状态进行指示，空车时空车指示灯亮，查询时查询指示灯亮，当车速小于5km/h时等待指示灯亮。如果选择的模式为双程时双程指示灯亮，单程时不亮。如图7所示。 指示灯电路图7状态指示电路 4.6附加功能模块(1)增加存储功能。采用AT24C1024可擦除存储芯片，储存上一次的里程、金额和等待时间，采用两线串行的总线和单片机通讯，芯片内的信息可以在断电的情况下保存40年以上。如图8所示。(2)增加当前时间显示功能。采用基于DS1302的时钟电路，空车时显示当前时间。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路。如图9所示。 图8存储电路图9时钟显示电路 第五部分：软件设计本系统的软件设计主要分为系统主程序、数据处理子程序、等待时间计时子程序和键盘扫描子程序四个模块，采用了主程序调用各个子程序的方法。经逐个撰写、编译、调试、联调，直至全部程序正常运行，全部功能实现。 5.1主程序简介主程序流程图如图10所示。图10主程序流程图 图11数据处理子程序5.2数据处理子程序简介数据处理子程序如图11所示。 图12等待时间计时子程序5.3等待时间计时子程序简介等待时间计时子程序如图12所示。 图13键盘扫描子程序5.4键盘扫描子程序简介键盘扫描子程序如图13所示。 第六部分系统仿真和设计结论6.1仿真结果在Proteus软件中画出仿真电路，将车速检测电路有传感器输出的信号简化为用一个脉冲信号源替代，通过改变脉冲频率模拟车速变化。把KeiluVision3编译后生成的“.hex”导入到单片机中，进行仿真。下面为系统的几种主要状态运行测试。 空车状态时，空车指示灯亮，数码管显示当前时间。空车状态仿真电路及其显示如图14所示。图14空车状态仿真电路 按下功能键，进入单双程选择模式。如图15和图16所示。数码管显示单价，数字前带负号表示当前单价。图15单程模式仿真电路 图16双程模式仿真电路 模式选定后按确认键进入运行状态，空车指示灯灭，该模式对应的指示灯亮（双程亮，单程不亮）。数码管前四位显示里程，后四位显示金额。以双程模式运行状态为例，如图17所示。图17双程模式运行状态仿真电路 当车速小于5km/h，系统进入等待模式，等待指示灯亮，数码管显示等待时间。如图18所示。图18等待模式仿真电路 当到达终点后，按下停止键，系统停止运行，此时按查询键可查询总等待时间、再按下该键回到显示里程和金额状态，查询指示灯亮。如图19所示。图19查询模式仿真电路 交易完成之后，按下清除键，系统回到空车状态，空车指示灯亮，数码管显示当前时间。仿真完成。 6.2设计结论本次设计总体上达到了设计的功能要求和具体指标，但还是出现一些问题，例如系统的抗干扰能力还有待提高，传感器还可以使用更为先进的之类的问题，总体效果还是不错。在整体硬件和软件设计得到了综合的训练，从中学会了许多东西，收获也不少，也认识到自己知识是非常不足的，需要进一步的学习扩展。 我的陈述到此结束，请各位批评指正。ThanksTHEEND'